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  qGXbtGU7rF 2009-01-06 00:00:00

  暫態(tài)上機(jī)計(jì)算教學(xué)指導(dǎo)書(shū)（適用于Matlab） 一、基礎(chǔ)知識(shí) 1． 為完成本次設(shè)計(jì)，需要掌握的Matlab的基礎(chǔ)知識(shí)有：數(shù)組的創(chuàng)建和計(jì)算，循環(huán)語(yǔ)句，條件選擇語(yǔ)句，條件判斷語(yǔ)句，繪制二維圖的語(yǔ)句； 2． 提供了Matlab的學(xué)習(xí)參考《精通Matlab6.5》光盤(pán)版； 3． Matlab是區(qū)分大小寫(xiě)的； 4． 本次設(shè)計(jì)需要學(xué)習(xí)和掌握的專(zhuān)業(yè)知識(shí)：《電力系統(tǒng)暫態(tài)分析》相關(guān)知識(shí)； 5． matlab 在三角函數(shù)計(jì)算時(shí)默認(rèn)是弧度，而不是度； 6． Matlab 數(shù)組（矩陣）的下標(biāo)從1開(kāi)始； 7． Matlab 默認(rèn)小數(shù)點(diǎn)后保留4位； 8． 如果不想顯示變量的數(shù)值，則在該行末尾加“;”符號(hào)。 三、程序設(shè)計(jì)指導(dǎo) 提供了兩個(gè)程序，（1）不對(duì)稱(chēng)短路，名字是buduichen.m；（2）穩(wěn)定計(jì)算的程序，名字是wending.m。所有程序里“%”表示該行為注釋行。 1． 不對(duì)稱(chēng)短路程序 function buduichen %數(shù)據(jù)來(lái)源于教材《電力系統(tǒng)暫態(tài)分析》P129例（5-1） %給學(xué)生提供的不對(duì)稱(chēng)短路故障的部分程序。 %要求的工作（1）自動(dòng)形成導(dǎo)納陣；（2）完善短路類(lèi)型，兩相相間短路和兩相短路接地；（3）求短路后發(fā)電機(jī)的電壓 clear %清除所有變量的值 %輸入支路各序阻抗，ZZ1表示支路正序阻抗，ZZ2表示支路負(fù)序阻抗，ZZ0表示支路零序阻抗 ZZ1(1，2)=j*0.1; ZZ1(1，3)=j*0.1; ZZ1(2，3)=j*0.1; ZZ2(1，2)=j*0.1; ZZ2(2，3)=j*0.1; ZZ2(1，3)=j*0.1; ZZ0(1，2)=j*0.2; ZZ0(2，3)=j*0.2; ZZ0(1，3)=j*0.2; %輸入節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣，Y1表示不計(jì)發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)的正序網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納陣，Y2表示不計(jì)發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)的負(fù)序網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納陣，Y0表示不計(jì)發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)的零序網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納陣， Y1=[-j*26.6266 j*10 j*10 j*10 -j*33.2933 j*10 j*10 j*10 -j*19.96]; Y2=[-j*26.6266 j*10 j*10 j*10 -j*33.2933 j*10 j*10 j*10 -j*19.96]; Y0=[-j*30 j*5 j*5 j*5 -j*50 j*5 j*5 j*5 -j*10]; YY1=[-j*39.96 j*10 j*10 j*20 0 %YY1表示計(jì)及發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)的正序網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納陣，YY2表示計(jì)及發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)的負(fù)序網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納陣 j*10 -j*59.96 j*10 0 j*40 j*10 j*10 -j*19.96 0 0 j*20 0 0 -j*30 0 0 j*40 0 0 -j*60]; YY2=YY1; N1=3; %輸入網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)數(shù) N2=5; %輸入包括所有發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)數(shù) k=3;%輸入短路點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)號(hào) fault=1; %輸入短路類(lèi)型 ;f(1)=1單相短路接地;f(2)=2兩相相間短路;f(1，1)=3兩相短路接地 %diyi部分：計(jì)算所有節(jié)點(diǎn)的a，b，c三相電壓 for p=1:N1 if p==k I(p)=1; else I(p)=0; end end %正序 Z1=eye(N1)/Y1;% eye(N1)是3階的單位矩陣，求節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣Y1的逆陣，即節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣Z Z1(:，k)=Z1*I';%短路點(diǎn)k的自阻抗和互阻抗 Zk1=Z1(:，k); %負(fù)序 Z2=eye(N1)/Y2; Z2(:，k)=Z2*I'; Zk2=Z2(:，k); %零序 Z0=eye(N1)/Y0; Z0(:，k)=Z0*I'; Zk0=Z0(:，k); %計(jì)根據(jù)故障類(lèi)型選擇不同的計(jì)算公式，算故障點(diǎn)各序電流 if fault==1 Ik1=1/(Z1(k，k)+Z2(k，k)+Z0(k，k)); Ik2=Ik1;Ik0=Ik1; else if fault==2 else if fault==3 end end end end %計(jì)算各序電流的故障分量 for p=1:N1 p if p==k I1(p)=-1*Ik1; I2(p)=-1*Ik2; I0(p)=-1*Ik0; else I1(p)=0; I2(p)=0; I0(p)=0; end end %計(jì)算故障點(diǎn)各序電壓的故障分量 P96公式（4-13） uu1(:，k)=Y1\I1.'; %“\”表示左除 A\B=inv(A)*B inv是求逆陣。 即AX=B uu2(:，k)=Y2\I2.'; uu0(:，k)=Y0\I0.'; %假設(shè)故障前空載，各節(jié)點(diǎn)電壓正序分量為1 for p=1:N1 U1(p)=1; end %計(jì)算故障點(diǎn)發(fā)生故障后的電壓值:正常運(yùn)行的分量+故障分量，P37公式（5-39） u1=U1'+uu1(:，k); %計(jì)算所有節(jié)點(diǎn)正序電壓 u2=uu2(:，k); %計(jì)算所有節(jié)點(diǎn)負(fù)序電壓 u0=uu0(:，k); %計(jì)算所有節(jié)點(diǎn)零序電壓 a=-0.5+j*sqrt(3)/2; T=[1 1 1 % T為對(duì)稱(chēng)分量法的變換矩陣，見(jiàn)P94公式（4-4） a^2 a 1 a a^2 1]; for p=1:N1 U=[u1(p) u2(p) u0(p)]; p Uabc=T*U.' %Uabc表示p節(jié)點(diǎn)的a，b，c三相電壓向量，見(jiàn)P94公式（4-4） UUabc=abs(Uabc) %UUabc表示p節(jié)點(diǎn)的a，b，c三相電壓有效值 end %第二部分：計(jì)算支路電流 for m=1:N1 for n=1:N1 if m<n mn(1)=m;mn(2)=n; mn I1(m，n)=(u1(m)-u1(n))/ZZ1(m，n);%支路正序電流 I2(m，n)=(u2(m)-u2(n))/ZZ2(m，n);%支路負(fù)序電流 I0(m，n)=(u0(m)-u0(n))/ZZ0(m，n);%支路零序電流 Iabc=T*[I1(m，n) I2(m，n) I0(m，n)].';%由序分量合成相分量 Iabc abs(Iabc) end end end %第三部分：計(jì)算發(fā)電機(jī)的端電壓，只寫(xiě)了部分程序，余下的工作由同學(xué)們完成。要考慮變壓器繞組是11點(diǎn)接線的 for p=1:N2 if p==k II(p)=-Ik1; else II(p)=0; end end vv1(:，k)=YY1\II.'; vv2(:，k)=YY2\II.'; for p=1:N2 V1(p)=1; end 2．穩(wěn)定計(jì)算的程序 function wending %下面是《電力系統(tǒng)暫態(tài)分析》210頁(yè)例題8-1的計(jì)算過(guò)程 clear %清除所有的變量值 PGN=240; %發(fā)電機(jī)額定有功功率 SB=220; % 選取的基準(zhǔn)功率 f0=50; % 系統(tǒng)額定頻率 U=1; %無(wú)窮大系統(tǒng)電壓標(biāo)幺值為1 PT=220/SB; %正常運(yùn)行時(shí)發(fā)電機(jī)向無(wú)窮大系統(tǒng)傳輸?shù)挠泄β蕵?biāo)幺值 P=PT; Q=P*tan(acos(0.98)) Tj=6*(PGN/0.8)/SB %歸算后的發(fā)電機(jī)慣性時(shí)間常數(shù) X1=0.798; %正常運(yùn)行時(shí)網(wǎng)絡(luò)等值電抗 X2=2.8; %故障存在時(shí)網(wǎng)絡(luò)的等值電抗 X3=1.041; %故障切除時(shí)網(wǎng)絡(luò)的等值電抗 E=sqrt((U+Q*X1/U)^2+(P*X1/U)^2) %發(fā)電機(jī)暫態(tài)電動(dòng)勢(shì) D0=atan((P*X1/U)/(U+Q*X1/U))*180/pi % 求正常運(yùn)行時(shí)的功角。 matlab 在三角函數(shù)計(jì)算時(shí)默認(rèn)是弧度，而不是度。 P2M=E*U/X2 %故障存在時(shí)發(fā)電機(jī)的Z大功率 P3M=E*U/X3 %故障存在時(shí)發(fā)電機(jī)的Z大功率 DH=180-asin(1/1.35)*180/pi % 《電力系統(tǒng)暫態(tài)分析》P207圖8-2中 h點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的功角 DCM=acos((PT*(pi/180)*(DH-D0)+P3M*cos(DH*pi/180)-P2M*cos(D0*pi/180))/(P3M-P2M))*180/pi %求出了極限切除角 %下面是《電力系統(tǒng)暫態(tài)分析》214頁(yè)例題8-2的計(jì)算過(guò)程，可以用逐段計(jì)算法，也可以用改進(jìn)歐拉法. %用逐段計(jì)算法時(shí)，注意(1)在diyi個(gè)時(shí)段求功角增量的公式與其它時(shí)段是不同的;(2)在0.15S時(shí)功率有躍變 %(1)計(jì)算極限切除時(shí)間 dt=0.05; K=360*f0*dt^2/Tj; DD1=0; D1=D0; for i=1:5 D(i)=D1; t(i)=dt*(i-1); P2=P2M*sin(D1*pi/180); DP2=PT-P2; if i==1 DD1=DD1+K*DP2/2; else DD1=DD1+K*DP2; end D1=D1+DD1; end t，D plot(t，D，'-') %(1)當(dāng)故障切除時(shí)間為0.15S時(shí)計(jì)算功角隨時(shí)間變化的曲線.下面的程序自己寫(xiě)

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